CZ2007551A3 - Spalovací motor prestavitelný na kompresor nebo pneumatický motor - Google Patents

Abstract

Spalovací motor, prestavitelný na kompresor nebo pneumatický motor obsahuje nejméne jeden píst, suvne pohyblivý ve válci, sací potrubí, výfukové potrubí, nejméne jeden sací ventil (15) a nejméne jeden výfukový ventil, jakož i vahadla a vackovou hrídel s nejméne jednou vackou. Ke každému ventilu (15) krome vacky (4) a vahadla (6) dále prísluší prídavná vacka (1) a prídavné vahadlo (2). Každá dvojice vahadel príslušející k témuž ventilu je opatrena prostredkem (7) pro jejich vzájemné spojení. Vacka (4) a prídavná vacka (1), príslušející k témuž ventilu (15), mohou být na spolecné vackové hrídeli (3), pricemž jsou vuci sobe vzájemne natoceny o 180.degree.. Prostredek (7) pro vzájemné spojení vahadla (6) a prídavného vahadla (2) sestává ze dvou rozpojitelných dílu, kde každý díl se nachází najiném vahadle (6,2). První díl prostredku (7) provzájemné spojení vahadel (6,2) obsahuje výsuvný cep, protilehle upravený vuci otvoru predstavujícímu druhý díl prostredku (7) pro vzájemné spojení vahadel (6,2).

Description

Spalovací motor přestavitelný na kompresor nebo pneumatický motor

Oblast techniky

Vynález se týká konstrukce spalovacího motoru, který je možno rovněž použít jako pohonnou jednotku pneumatického pohonu nebo jako kompresor a řeší jak vytváření točivého momentu, tak výrobu stlačeného vzduchu tímtéž zařízením.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že spalovací motory běžné konstrukce obsahují nejméně jeden píst, který se suvně pohybuje ve válci, ve kterém vzniká zvýšeny tlak v horní úvrati pístu, jako důsledek expanze spalin při hoření plynného nebo kapalného paliva. Expanze plynu způsobí pohyb pistu z horní úvrati do dolní úvrati a tím přeměnu tlakové energie na pohybovou energii. Píst je pomoci ojnice spojen s klikovou hřídelí. Vstup a výstup plynu z a do prostoru válců je ovládán pomocí ventilů, jejichž ovládání závisí na poloze vahadla, doléhajícího na příslušnou vačku vačkové hřídele, která je spřažena s klikovou hřídelí. Nejméně jeden píst, suvně se pohybující ve válci a ovládání vstupu a výstupu plynu z a do prostoru mezi pístem a hlavou válců pomocí ventilů je rovněž základem některých kompresorů a pneumatických motorů. Hlavní rozdíl mezi spalovacím motorem a kompresorem nebo pneumatickým motorem spočívá v režimu otevírání a zavírání ventilů. Chod čtyřdobého spalovacího motoru je sledem neustále se opakující posloupnosti následujících dějů: Sání, kdy je sací ventil otevřen a píst se pohybuje do dolní úvrati, komprese, kdy jsou oba ventily uzavřeny a píst sc pohybuje do horní úvrati, expanze, kdy jsou oba ventily uzavřeny a píst je v důsledku zvýšeného tlaku při hoření paliva vytlačován z horní úvrati do dolní úvrati a výfuk, kdy je otevřen výfukový ventil a píst se pohybuje do horní úvrati. Spalovací motory nelze použít pro stlačováni plynů.

Jsou známy kompresory, určené ke stlačováni plynů, které obsahuji píst, suvně se pohybující uvnitř válce, kde vnitřní prostor válce je přes ovládací ventily napojen na vstupní a výstupní potrubí. Píst takového kompresoru je spojen s dalším ústrojím, zprostředkujícím přenos pohybu mezi pístem a zdrojem, kterým může být například spalovací nebo elektrický motor. Kompresory mohou být konstruovány tak, aby je bylo možno použít jako pneumatické motory. Kompresoru nelze použit jako spalovacího motoru.

* · · · • · ·

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody řeší spalovací motor, přestavitelný na kompresor nebo pneumatický motor, obsahující nejméně jeden píst, suvně pohyblivý ve válci, sací potrubí , výfukové potrubí, nejméně jeden sací ventil a nejméně jeden výfukový ventil, vahadla a vačkovou hřídel s nejméně jednou vačkou. Podstatou vynálezu je, že ke každému ventilu kromě vačky a vahadla dále přísluší přídavná vačka a přídavné vahadlo, přičemž každá dvojice vahadel je opatřena prostředkem pro jejich vzájemné spojeni. Výhodnou alternativou je, pokud vačka a přídavná vačka, příslušející k témuž ventilu jsou na společné vačkové hřídeli a jsou vůči sobě vzájemně natočeny o 180°. Dle další alternativy sestává prostředek pro vzájemné spojení vahadla a přídavného vahadla ze dvou rozpojitelných dílů, přičemž každý díl se nachází na jiném vahadle. Dle další alternativy obsahuje první dil prostředku (7) pro vzájemné spojeni vahadel výsuvný čep, protilehle upravený vůči otvoru, představujícímu druhý díl prostředku pro vzájemné spojeni vahadel

Výhodou řešeni podle tohoto vynálezu je možnost použiti jednoho zařízení jednak jako mechanického pohonu a jednak jako stroje pro výrobu stlačeného plynu, například vzduchu, za účelem akumulování setrvačné energie, která by jinak byla zmařena zbytečným bržděním V případe použiti motoru dle vynálezu při jízdě vozidla, je možno využít odporu, který klade motor v režimu kompresor k brždění, čímž se jednak snižuje opotřebeni brzdných elementů a jednak se akumuluje jinak mařená energie ve formě stlačeného vzduchu, který lze následně použít jako zdroje energie pomocného pohonu vozidla při rozjezdu i při jízdě, kdy může být tentýž spalovací motor přepnut do režimu pneumatického motoru nebo přídavného pneumatického motoru a nebo k okamžitému zajištěni přetlaku vzduchem přeplňovaného spalovacího motoru při startu a při nízkých otáčkách, kdy je turbodmychadlo nefunkční, nebo k přeplňováni motoru vyšším tlakem, než je turbodmychadlo schopno dosáhnout.

Přehled obrázků na výkresech

Obrázky 1 a 2. představují schematický pohled na ovládáni ventilu, přičemž obrázek 1 představuje stav v režimu spalovacího motoru, zatímco obrázek 2 představuje stav v režimu kompresor. Obrázek 3 představuje pohled na vačky a přídavné vačky ve směru osy vačkového hřídele. Obrázek 4 představuje v částečném řezu motor dle příkladného provedení, obrázek 5 představuje půdorysný pohled a obrázek 6 boční pohled na vačky a vahadla dle příkladného • · « » · · · » • ♦ · · · · t * * ·« · provedení. Obrázek 7 znázorňuje schematické uspořádání motoru dle příkladného provedení včetně akumulační jímky v režimu kompresor.

Příklady provedeni vynálezu

Příklad 1

Spalovací motor dle příkladného provedení je, čtyřtaktni a je zabudován v motorovém vozidle. Tento motor obsahuje čtyři písty 10, suvně pohyblivé ve čtyřech válcích _Π. Všechny pisty 10 jsou spřaženy s klikovou hřídelí 12 pomocí ojnic 23. Motor dále obsahuje sací potrubí 13 a výfukové potrubí 14. Ke každému pístu 10 přísluší jeden sací ventil 15 s vahadlem 6 vačkou 4 a jeden výfukový ventil 16 s vahadlem 6 a vačkou 4. Všechny vačky 4 jsou souose upraveny na vačkové hřídeli 3. Tento motor je uzpůsoben k tomu, aby jej bylo jednoduchým způsobem možno během provozu přepínat do režimu spalovací motor na režim kompresor/pneumatický motor a zpět. Při přepnutí spalovacího motoru do režimu kompresor/pneumatický motor dochází k přestavění ventilových rozvodů, takže se režim „sání-komprese-expanze-výfuk“ zrněni na režim „sání-výfuk“. Aby došlo k přeměně taktu „komprese“ na takt „výfuk“ a taktu „expanze“ na „takt“ sání, je motor dále opatřen přídavnými vahadly 2 a přídavnými vačkami 1, které jsou rovněž upraveny na vačkové hřídeli

3. Vahadlo 6 a přídavné vahadlo 2, které přísluší témuž ventilu 15,16, a to stejně sacímu ventilu 15 jako výfukovému ventilu 16 , jsou vahadla 2,6 upravena souběžně vedle sebe a jsou opatřena dvoudílným prostředkem 7 pro jejich vzájemné spojení. Dvoudílný prostředek 7 pro vzájemné spojeni vahadel 2,6 je podle tohoto příkladu tvořen elektromagnetem 5 s výsuvným čepem 17 tvořícím jádro tohoto elektromagnetu 5, který je upraven na vahadle 6 a otvorem 18, který je vytvořen v přídavném vahadle 2 a nachází sc protilehle vůči výsuvnému čepu 17. Motorové vozidlo, ve kterém je spalovací motor dle příkladného provedení použit je dále opatřeno akumulační jímkou 8, která je přes ovládací ventil 20 sáni a ovládací ventil 21 výfuku připojena k výfukovému potrubí 14 i k sacímu potrubí 15 , přičemž ovládací ventil 20 sání připojuje sací potrubí .15 buď k akumulační jímce 8 nebo k vyústění do okolní atmosféry a ovládací ventil 21 výfuku připojuje výfukové potrubí 14 buď k akumulační jímce 8 nebo k výfuku. Motor je dále opatřen ventilem 9 přívodu paliva.

Při běžné jízdě je do sacího porubí 13 přiváděno palivo a oba díly prostředku 7 pro vzájemné spojeni vahadel 2,6 jsou rozpojeny. Každý válec ,11 s pístem 10 pracuje ve čtyrtaktním režimu „sání-komprese-expanze-výfuk“. Akumulační jímka 8 je odpojena jak od sacího • · · · · · * « « * «··· · « · · « · » **« » · · * ··· «««·* ** · · «« · potrubí 15, tak od výfukového potrubí 14. V okamžiku brzděni sepne řidič přepínač 19 umístěný u volantu, do režimu bržděni, čímž dojde k uzavřeni ventilu 9 přívodu paliva, k zasunutí výsuvných čepů 17 do otvorů 18 a tím ke spojení vahadel 6 s přídavnými vahadly 2 a k připojení akumulační jímky 8 k výfukovému potrubí 14 . Ovládací ventil 20 sání připojuje sací potrubí 13 k okolní atmosféře. Pokud je v akumulační jímce 8 dostatečný tlak, může řidič při rozjezdu i při jízdě přepnout přepínač do polohy rozjezd, čímž dojde k připojení akumulační jímky 8 k sacímu potrubí 13 a spalovací motor podle tohoto vynálezu pracuje jako pneumatický motor. Ovládací ventil 21 výfuku připojuje výfukové potrubí ]4 k výfuku. Oba díly prostředku 7 pro spojení vahadel 2,6 zůstávají spojeny. Při poklesu tlaku v akumulační jímce 8 pod stanovenou hodnotu přepne řidič přepínač 19 do polohy jízda, čímž dojde jednak k otevření ventilu 9 přívodu paliva, k připojeni sacího potrubí 13 k okolní atmosféře a k rozpojení vahadel 2,6.

Přiklad 2

Příklad 2 se liší od příkladu 1 tím, že přepínání režimů ventiluje řízeno počítačem, podle tlaku v akumulační jímce a podle toho, zdaje sešlápnutý plynový nebo brzdový pedál.

Přiklad 3

Příklad 3 se liší od příkladu 1 tím, že motor dále obsahuje turbodmychadlo do kterého se tlakový vzduch přivádí během rozjezdu, při nízkých otáčkách nebo během jízdy.

Průmyslová využitelnost

Vynálezu je možno využít u všech strojů poháněných spalovacími motory i jinými pohony, pokud při jejich provozu dochází k opakovanému uvedení hmoty do pohybu, akumulování energie v důsledku tohoto pohybu a k následnému mařeni této energie bržděním, a to nejen u dopravních prostředků, ale též, např. u zdviží, těžních věží nebo lanovek, mimoúrovňových přepravníků nebo kolotočových atrakcích.

Claims (4)

1. Patentové nároky

   1. Spalovací motor, prestavitelný na kompresor nebo pneumatický motor, obsahující nejméně jeden píst (10), suvně pohyblivý ve válci (11), sací potrubí (13), výfukové potrubí (14), nejméně jeden sací ventil (15) a nejméně jeden výfukový ventil (16), vahadla (6) a vačkovou hřídel (3) s nejméně jednou vačkou (4), vyznačující se tím, že ke každému ventilu (15,16) kromě vačky (4) a vahadla (6) dále přísluší přídavná vačka (1) a přídavné vahadlo (2), přičemž každá dvojice vahadel (6,2) je opatřena prostředkem (7) pro jejich vzájemné spojení.
2. 2. Spalovací motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že vačka (4) a přídavná vačka (1), příslušející k témuž ventilu (15,16) jsou na společné vačkové hřídeli (3) a jsou vůči sobě vzájemně natočeny o 180°,
3. 3. Spalovací motor prestavitelný na kompresor nebo pneumatický motor podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředek (7) pro vzájemné spojeni vahadla (6) a přídavného vahadla (2) sestává ze dvou rozpojitelných dílů, kde každý díl se nachází na jiném vahadle (6,2).
4. 4. Spalovací motor prestavitelný na kompresor nebo pneumatický motor podle nároku 2, vyznačující se tím, že první díl prostředku (7) pro vzájemné spojení vahadel (6,2). obsahuje výsuvný čep (17), protilehle upravený vůči otvoru (18), představujícím druhý díl prostředku (7) pro vzájemné spojení vahadel (6,2),